石河子市巴音沟河流域水文特性分析

（石河子市巴音沟河流域管理处，新疆沙湾县安集海镇，832116） 马红刚

1 流域概括

巴音沟河流域远离海洋，地处欧亚大陆腹地，位于新疆天山北坡中段，准噶尔盆地南缘，东与金沟河相邻，西与奎屯河接壤，南抵依连哈比尔尕山脉的哈尔阿特河33号冰川，北达古尔班通古特沙漠。其地理位置介于东经 84°45′～85°27′，北纬43°29′～44°58′之间。巴音沟河发源于天山北坡高山带，既有高山冰川和永久性积雪补给，又有中、低山区季节性积雪和夏季降水补给。巴音沟河储冰量 92×108m3，折合水量 74×108m3，年平均融水量1.50×108m3～2.00×108m3，径流量由冰川融水约占年径流量的25～35%、降雨融雪混合补给约占年径流量的45～55%，地下水约占年径流量的15～25%组成。海拔3 800m以上的冰川和永久性积雪为河流提供了充足的水源。由此可见，巴音沟河的径流由降雨融雪混合补给、冰雪融水补给和地下水补给共同构成，其中冰川、积雪消融在巴音沟河径流量中占有重要的地位，同时稳定的冰雪融水补给和地下水补给每年为巴音沟河至少提供了2.1亿的稳定供给，而下游安集海灌区及安下调水及水库蓄水量的多年总平均用水量为1.8亿，巴音沟可以满足下游灌区用水要求。

图1 巴音沟河流域概况图

巴音沟河以出山口为分界点，山口以上为径流形成区，总体来说水量自上而下递增，出山口为径流散失区，水量被引入灌区，最后散失于灌区和沙漠。在出山口以上为地表径流形成区，出山口后，部分地表径流在山前倾斜平原区下渗转化成为地下潜流。所以巴音沟河既有新疆沙溪性河流的一般规律，也有多泥沙河流的一些特性。巴音沟河是石河子市第二大河流也是唯一一条从头管到尾的唯一一条河流。巴音沟河流域既是新疆兵团安集海灌区、下野地灌区的农业、生产生活主要的水源地，同时也是沙湾县和克拉玛依市独山子区工业、农业、生产生活主要的水源地之一。

2 降雨年内分配特征

依据巴音沟河流域黑山头站数据统计（1988-2010年），由图2可知，巴音沟河流域黑山头站多年年平均降水量为240.6mm，春季、夏季、秋季和冬季多年平均降水量分别为70.03mm、95.91mm、48.85mm和25.80mm。

图2 巴音沟河流域年内各月降雨量变化特征图

3 气温年内分配特征

依据巴音沟河流域黑山头站1988～2010年气温数据绘制其年及各季节平均气温变化规律曲线。由图3分析可知：巴音沟河流域黑山头站多年平均气温为7.19°C，春季多年平均气温为9.03°C，夏季多年平均气温为23.5°C，秋季多年平均气温为7.91°C，冬季多年平均气温为-11.67°C。巴音沟河流域黑山头站1988～2010年各月平均气温统计值如图3所示。

巴音沟河流域黑山头站1月份平均气温为全年最低值，为-14.13°C，7月份平均气温为全年最高值，为24.32°C。

图3 巴音沟河流域年内各月气温变化特征图

4 径流年内分配特征

选取出山口黑山头站径流量代表巴音沟河流域径流量。经统计分析可知，巴音沟河流域近60年（1959～2013年）年平均径流量为3.08亿m3，其中春季径流量为0.20亿m3，夏季径流量为2.23亿m3，秋季径流量为0.51亿m3，冬季径流量为0.14亿m3。最大年径流为4.32亿m3，出现在2007年；最小年径流量为2.20亿m3，出现在1992年。巴音沟河流域年内各月径流量变化特征。由图4可知，巴音沟河流域6～8月份来水量最为丰沛，占全年径流总量的72.46%，特别是7月份，径流量达到0.92亿m3以上，占到全年29.8%左右。由此可知，巴音沟河流域径流年内分配极不均匀。

图4 巴音沟河流域年内各月径流量变化特征

5 泥沙

巴音沟河山前倾斜平原为松散的第四纪沉积物，沉积物质颗粒较大，结构松散，胶合较差，有很强的透水性。巴音沟河连续21年输沙模数平均值达到1 060t/km2，是天山北坡径流悬移质泥沙输出模数的高值中心，年均输沙量167(104t）,巴音沟河平均泥沙含5.67kg/m3，在北疆河流平均泥沙含量1.1kg/m3以下,巴音沟河多年平均推移质占悬移质总量14.6%。（详见表1）

6 主要洪水

6.1 洪水成因及发生区域

洪水从成因和发生时间上，可以分为融雪型洪水、暴雨洪水。融雪型洪水多发生在5～7月，暴雨性洪水一般出现在6、7月。由于洪水从发生区域上区分，融雪型洪水发生在3区，暴雨性洪水多发生在2区，混合型洪水同时发生在2区和3区。1区和3区土壤结构多为透水性强的砾石，2区上游有森林植被覆盖茂密河道坡降大，降雨产生汇流条件好。

图5 洪水发生区域图

6.2 融雪型洪水

表1 巴音沟河、金沟河、玛纳斯河实测推移质与悬移质比较表

表2 2017年6月21～2017年8月21日巴音沟河渠首日流量变化最大3天流量分析

融雪型洪水多出现在5月下旬至8月，由高山冰川和积雪融化形成，洪水过程与升温过程关系密切，并随气温变化具有明显的一日一峰现象，与气温日变化对应关系甚好，整个洪水过程往往形成连续数日变化过程。整个融雪洪水的过程历时比较长，但单日峰、量相对较小，在整个夏季洪水中占的比重较大。如2013年8月2日～8月9日渠首站实测的洪水过程（见图6），反映出洪水发生后洪峰涨、落变化过程。整个洪水过程峰值不高，所形成的洪量值也不大，充分反映出了融雪型洪水的一些基本特性。

图6 2013年渠首站实测融雪洪水过程线

6.3 暴雨型洪水

此类洪水多出现在7～8月，这类突发性洪水对以水量控制为主的水库较安全，不致于构成威胁。但洪水带来的泥沙对水库的淤积作用极大，对交通道路、桥涵、渠首、渠道等引输水建筑物具有极大破坏力。暴雨型洪水的主要特点：①发生时间较融雪型洪水晚，一般多出现在7～8月，有时抑或出现在6月、9月，由暴雨产生汇流而形成的洪水。②洪水过程单一，洪峰过程陡涨陡落，总历时较融水型洪水为短，但通常情况下洪峰流量较融水型洪水为大。③暴雨洪水峰型尖瘦，陡涨陡落，突发性强，由于暴雨对坡地的侵蚀作用，一般暴雨洪水都具有挟沙量大、矿化度高的特点。

7 结语

巴音沟河是天山北坡中部一条小型河流，年平均径流量为3.08亿，年际之间的变化大小主要受降雨和气温影响。由于河流泥沙特性，河水含沙量高导致下游滴灌农业单位不愿使用河水，而大量使用地下水。导致下游地下水水位不断降低，生态恶化。由于河流80%以上水量被用于农业灌溉，导致河道生态退化。

巴音沟河是石河子市的一条重要河流，通过合理的分析河流水文特性，了解河流实际情况，初步了解河流径流，降雨、气温、泥沙等情况，为以后合理绿色开发巴音沟河提供依据。